5.1.2《硫酸》
学案
学习目标：
1、了解浓硫酸的三大特性。
2、能运用氧化还原反应知识理解浓硫酸的氧化性。
3、认识硫酸在相关反应中体现的性质。
教学重难点：
1、浓硫酸的三大特性（强氧化性、吸水性、脱水性）。
2、浓硫酸与金属单质、非金属单质、还原性物质的氧化还原理论的分析。
课前复习：
二氧化硫的性质（漂白性、氧化性、还原性、酸性氧化物的通行）。
学习过程：
一、硫酸的用途与工业制备
(1)用途：
①重要的化工原料，可用于制___________、炸药、染料、盐类等。
②用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。
(2)工业制备：
（3）制备流程：
【课堂练习】1、写出下列流程的化学方程式。
①制备_________________________________或S+O2= SO2；
②制备SO3：___________________________；
③吸收SO3：___________________________。
二、硫酸的化学性质
（1）酸的通性
电离方程式 。
【课堂练习】2、写出下列流程的离子方程式。
稀硫酸与活泼金属反应，如Zn：______________________。
稀硫酸与金属氧化物反应，如CuO：______________________。
稀硫酸与碱反应，如NaOH： ____________________________。
稀硫酸与部分盐反应，如Na2CO3： _______________________。
（2）浓硫酸的特性——吸水性与脱水性
【实验探究】“黑面包”实验
(1)吸水性：浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分，常用做
(2)脱水性：浓硫酸能将有机物中的 元素按水的组成比脱去
【思考讨论】1、吸水性与脱水性的区别
2、浓硫酸能使蓝色胆矾变为白色，该过程体现了浓硫酸的脱水性还是吸水性？
【实验探究】
（3）浓硫酸的特性——强氧化性
【实验5-3】浓硫酸和铜的反应
【学生活动】描述试验现象并写出方程式。
A、试管中铜丝表面__________________________。
B、试管中的品红溶液逐渐变为________。
C、试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为________。
D、将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为_____。
【思考交流】
（1）该方程式中，谁是氧化剂，谁是还原剂？
（2）浓硫酸在这个反应中体现了什么性质？
（3）实验室用金属和酸反应制取氢气时，往往用稀硫酸、而不用浓硫酸，这是为什么？
【思考交流】1.浓硫酸能和金属反应，为什么可用铝罐车和铁罐车来运输浓硫酸？
2.浓硫酸的特性——强氧化性
①与金属的反应：
②与非金属反应：
③与具有还原性的化合物反应，如 等
【课堂总结】浓硫酸特性——强氧化性
【课堂练习】
1.下列气体不能用浓硫酸干燥的是( )
A. H2 B. H2S C. SO2 D. Cl2
2.下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)的对应关系正确的是( )
A.在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大(难挥发性)
B.在加热条件下铜与浓硫酸反应(强氧化性、酸性)
C.蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(吸水性)
D.浓硫酸可用来干燥某些气体(脱水性)
3.浓硫酸在使下列物质发生转化时，只表现强氧化性的是( )
A. Cu→CuSO4 B. C→CO2
C. FeO→Fe2(SO4)3 D. Fe2O3→Fe2(SO4)3
4.浓硫酸分别与三种钠盐反应，产生的现象如图所示。下列分析正确的是( )
A.对比①和②可以说明还原性：Br->Cl-
B.①和③相比可说明氧化性：Br2>SO2
C.②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明酸性：H2SO4>HCl
D.③中浓硫酸被还原成SO2
5.某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应情况，用如图所示装置进行有关实验。请回答：
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置D中试管口放置的棉花应事先用一种液体浸湿，这种液体是 ，其作用是 。
(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象后，关闭止水夹K并移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中现象是 。B中应放置的液体是 (填字母)。
A.水 B.酸性KMnO4溶液
C.浓溴水 D.饱和NaHSO3溶液
(4)实验中，取一定质量的铜片和一定体积18 mol·L-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是 。
②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是 (填字母)。
A.铁粉 B.BaCl2溶液
C.银粉 D.NaHCO3溶液
参考答案
1.B
解析：浓硫酸作干燥剂只能干燥酸性气体(如SO2、Cl2等)和中性气体(如H2等)，不能干燥碱性气体(如NH3等)和还原性气体(如H2S等)。
2.B
3.B
解析：浓硫酸在反应中表现出酸性时，硫元素的化合价不变，硫元素仍以S的形式存在；浓硫酸表现出强氧化性时，硫元素的化合价降低。C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O中，硫元素的化合价降低，浓硫酸只表现强氧化性；Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O中，硫元素的化合价不变，浓硫酸只表现酸性；而Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O和2FeO+4H2SO4=Fe2(SO4)3+SO2↑+4H2O中，都是一部分硫元素化合价降低，一部分硫元素化合价不变，所以浓硫酸在A、C项转化中，既表现了酸性，又表现了强氧化性。
5.A
解析：反应①生成的红棕色气体是溴蒸气，反应②产生白雾说明生成了氯化氢，说明浓硫酸能将Br-氧化成Br2，而不能将氯离子氧化成氯气，A正确；反应③生成的是二氧化硫气体，该反应属于非氧化还原反应，而且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型，B错误；白雾说明氯化氢易挥发，C错误；反应③是非氧化还原反应，D错误。
6.(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)NaOH溶液(其他合理答案均可) 吸收多余的二氧化硫，防止污染空气
(3)瓶中液面下降，而长颈漏斗中液面上升 D
(4)①反应过程中硫酸被消耗，浓硫酸逐渐变稀，而铜不和稀硫酸反应 ②AD
解析：(1)Cu可与浓硫酸发生反应：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)因为SO2是污染性气体，不能排入大气中，故D中试管口放置的棉花应事先用NaOH溶液浸湿，以吸收多余的SO2，防止污染空气。(3)余热使反应继续进行，生成的多余气体可贮存于B中，排出的液体进入长颈漏斗，为减少SO2的溶解，B内应盛放饱和NaHSO3溶液。(4)随着反应的进行，H2SO4被不断消耗，且反应生成水，使硫酸溶液的浓度逐渐减小，当变为稀硫酸时，反应将会停止，而铜与稀硫酸不反应；可向反应结束后的烧瓶中加入铁粉或NaHCO3溶液，若有气泡产生，则可证明确有余酸。
第1页5.1.2《硫酸》
课后作业
一、选择题
1．区别浓硫酸和稀硫酸，既简单又可靠的方法是( )
A．与铜片反应
B．与石蕊溶液反应
C．用玻璃棒各蘸少许涂在纸上
D．加入锌片看是否有气体生成
2．下列现象和用途中，浓硫酸表现脱水性的是( )
A．实验室制取氯气时浓硫酸作干燥剂
B．浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑
C．浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变为白色粉末
D．浓硫酸在常温下使Fe、Al钝化
3．用下图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( )
A．上下移动①中铜丝可控制SO2的量
B．②中选用品红溶液验证SO2的生成
C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜色
4．下列对浓硫酸的叙述正确的是( )
A．常温下，浓硫酸与铁、铝不反应，所以铁质、铝质容器能盛放浓硫酸
B．浓硫酸具有强氧化性，SO2、H2、CO具有还原性，故浓硫酸不能干燥SO2、H2、CO
C．浓硫酸和铜片加热既表现出酸性，又表现出氧化性
D．浓硫酸与亚硫酸钠反应制取SO2时，浓硫酸表现出强氧化性
5．在如下图所示的实验中，实验开始一段时间后，对看到的现象叙述错误的是( )
A．苹果块会干瘪
B．胆矾晶体表面“有白斑”
C．小试管内有晶体析出
D．pH试纸变红
6．浓硫酸和2 mol·L－1的稀硫酸，在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图。分析a、b曲线变化的原因是 ( )
A．a升华、b冷凝 B．a挥发、b吸水
C．a蒸发、b潮解 D．a冷凝、b吸水
7．如图所示，小试管内盛有约3 mL饱和硫酸铜溶液，与锥形瓶连通的U形管内盛有少量水(为便于观察，预先染成红色)。沿小试管内壁小心地慢慢倒入约3 mL浓硫酸静置片刻，不可能观察到的现象是( )
A．小试管内液体分两层，上层蓝色，下层无色
B．U形管内左边液面下降，右边液面升高
C．有少量白色固体析出
D．有少量蓝色固体析出
8．用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径，某些反应条件和产物已省略。下列有关说法不正确的是( )
途径①：SH2SO4
途径②：SSO2SO3H2SO4
途径③：FeS2SO2SO3H2SO4
A．途径①的反应中体现了浓HNO3的强氧化性
B．途径②③的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2的浓度来降低成本
C．由途径①②③分别制取1 mol H2SO4，理论上各消耗1 mol S，各转移6 mol e－
D．途径②③比途径①污染相对小且原子利用率高，更能体现“绿色化学”的理念
二、非选择题
9．(1)写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式________________ ____________。
(2)试用上图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序(按产物气体从左至右的流向)是________―→________―→________―→________(填装置的编号)。
(3)实验室可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是________________________________________________________________________，
B瓶溶液的作用是________________________________________________________，
C瓶溶液的作用是_____________________________________________________。
(4)装置②中所加的固体药品是________，可验证的产物是________，确定装置②在整套装置中的位置的理由是_________________________________________________________。
(5)装置③中所盛溶液是________，可验证的产物是________。
10．某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用如图所示装置进行有关实验。
实验中某同学将a g铜片和12 mL 18 mol·L－1的浓硫酸放入圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有一定量的H2SO4和Cu剩余。
请回答：
(1)请写出Cu与浓硫酸反应的化学方程式：__________________________________。
(2)装置E中试管D内盛品红溶液，当C中气体收集满后，D中有可能观察到的现象是____________________________________________。
实验装置E中D有可能造成环境污染，试用最简单方法加以解决(实验用品自选)____________。
装置B的作用是储存多余的气体。当D处有明显现象后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中现象是________________________________。
B中应放置的液体是________(填字母)。
A．饱和Na2SO3溶液 B．酸性KMnO4溶液
C．浓溴水 D．饱和NaHSO3溶液
(3)问题讨论：为什么有一定量的余酸还未能使Cu完全溶解。你认为原因是_____________________________。
足量下列药品能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是________(填字母)。
A．Fe B．BaCl2溶液
C．Ag D．Na2CO3溶液
(4)实验中该同学向A中反应后溶液中通入一种气体单质，使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液，请问该气体单质是__________(填名称)，反应的化学方程式是____________。
参考答案
1．C
解析：浓硫酸具有脱水性，涂在纸上，使其变黑色，稀硫酸涂在纸上无明显变化。
2．B
解析：区别浓硫酸的脱水性和吸水性，要看原物质中是否有水分子。一般来说，脱水性是对有机物质而言，其中的氢、氧两种元素按原子个数比2∶1即以H2O的形式脱去，无机物质失水一般为吸水性，如CuSO4·5H2O失去结晶水，C不正确；A中浓硫酸表现吸水性；D中浓硫酸表现强氧化性；只有B中浓硫酸表现脱水性。
3．D
解析：因为①中含有大量浓硫酸，所以应该冷却后把①中上层溶液慢慢倒入盛有水的烧杯中，D错误。
4．C
解析：常温下，浓硫酸与Fe、Al发生“钝化”属于化学变化，A项不正确；浓H2SO4与SO2、H2、CO不反应，可以作干燥剂，B项不正确；铜与浓硫酸在加热条件下发生反应，部分H2SO4被还原生成SO2，起氧化剂的作用，还有一部分H2SO4生成CuSO4，起酸的作用，C项正确；实验室中用浓硫酸与固体亚硫酸钠反应来制取二氧化硫，在两种反应物中硫元素处于相邻价态，根据氧化还原反应规律知，它们之间是不可能发生氧化还原反应的，应为复分解反应，其原理是用难挥发性酸制易挥发性酸，强酸制弱酸，因而在此反应中浓硫酸体现的是难挥发性和酸性，D项不正确。
5．D
解析：浓硫酸具有较强的吸水性、脱水性和强氧化性，因此将苹果块、胆矾晶体和饱和硝酸钾溶液在题中图示装置中放置一段时间后，浓硫酸会吸收它们中的水分，使苹果块萎缩，胆矾晶体变为白色的无水硫酸铜，饱和硝酸钾溶液中析出晶体。D项pH试纸在浓硫酸中先变红后变黑，因浓硫酸具有极强的氧化性和脱水性，能使pH试纸炭化变黑。
6．B
解析：本题考查学生对浓、稀硫酸在吸水与其中水分挥发的差异。在两种溶液中都存在吸水和水分挥发两个过程，只不过在浓硫酸中以吸收水分为主，溶液质量增加；而2 mol·L－1稀硫酸中以水分挥发为主，质量减小。
7．D
解析：浓H2SO4的密度大于饱和CuSO4溶液的密度，浓硫酸在下层呈无色；浓H2SO4具有强吸水性，导致CuSO4饱和溶液中水量减少，有胆矾晶体析出，同时胆矾中的水又被浓H2SO4吸收，所以看到有白色固体析出而不是蓝色固体。
8．C
解析：途径①属于浓硝酸和非金属单质的反应，表现了浓硝酸的强氧化性，A项正确；途径②③的第二步反应为可逆反应，通过增大O2的浓度来提高二氧化硫的转化率，降低成本，B项正确；由途径①②分别制取1 mol H2SO4，理论上各消耗1 mol S，各转移6 mol e－，而途径③转移7.5 mol e－，C项错误。
9．(1)C＋2H2SO4(浓) CO2＋2SO2＋2H2O
(2)④ ② ① ③
(3)验证SO2的存在 充分吸收SO2 验证SO2是否已被吸收完全
(4)无水硫酸铜 水 由于产物通过①③时会带出水蒸气，所以②必须放在①③之前
(5)澄清的石灰水 CO2
解析：C与浓硫酸发生反应：C＋2H2SO4(浓) CO2↑＋2SO2＋2H2O。反应中的生成物有三种：SO2、CO2、H2O。在检验这三种产物时要避免相互干扰，如检验CO2时一般用澄清石灰水，而SO2也会使澄清的石灰水变浑浊，所以在检验CO2之前必须先除去SO2；同时，在气体通过水溶液后，水蒸气会随之带出，所以必须在通过水溶液之前检验水的存在，由上分析可知装置的连接顺序是④―→②―→①―→③。
10．(1)Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O
(2)品红溶液褪色 用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口 试剂瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升 D
(3)随着H2SO4的消耗，浓H2SO4浓度逐渐变稀，稀硫酸与铜不反应 AD
(4)氧气 2Cu＋2H2SO4＋O22CuSO4＋2H2O
解析：(1)Cu与浓H2SO4反应需加热。(2)SO2能使品红溶液褪色，为防止环境污染，可用的简单方法是用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口，则SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。关闭K装置内气体压强增大，B广口瓶内液面下降，长颈漏斗内液面上升。B中的液体应不能与SO2反应，而且要防止SO2的溶解。A项，Na2SO3＋H2O＋SO2===2NaHSO3；B项，KMnO4氧化SO2；C项，Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；D项，SO2难溶于饱和NaHSO3溶液。应选D。(3)浓H2SO4浓度降低，变为稀H2SO4，Cu与稀H2SO4不反应。检验余酸实质是检验H＋的存在。Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，CO32-＋2H＋===H2O＋CO2↑，Fe和Na2CO3溶液能证明H＋的存在；BaCl2溶液不能证明H2SO4剩余，因为产物CuSO4也能电离出SO42-；Ag与H＋不反应，不能证明H＋的存在。故选AD。(4)根据题目要求气体单质应为强氧化剂，且仅生成CuSO4溶液，该氧化剂为O2。
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